【数据结构】栈

//栈的定义
//这里存在一个问题：堆和栈的区别
//栈是一个后进先出的线性表（这里就可以知道了线性表中顺序表和链表即可以自己操作数据，同时也是其他数据结构的基础，例如栈、队列的基础）
//堆栈在眼前的认知中就好比是洗盘子，队列就好比是队列，先进先出
//栈分栈顶（表尾）和栈尾（表头），栈只能在栈顶进行操作，出栈或者进栈都是在栈顶操作。这是和一般的线性表区别的地方
//既然栈作为线性表，那么其就可以用顺序表或者链表进行存储，但是一般的栈我们都是用顺序表进行存储

//顺序栈定义
typedef struct{
	Elemtype*base;//栈底
	Elemtype*top;//栈顶
	int stacksize;//栈的容量
}sqStack;

//创建一个栈
#define stack_init_size 100
initstack(sqStack*s){
	/*在内存中开辟一段连续空间作为栈空间，首地址赋值s->base*/
	s->base=(Elemtype*)malloc(stack_init_size*sizeof(Elemtype));
	if(!s->base){
		exit(0);
	}
	s->top=s->base;//刚开始的时候栈的容量为0.因此栈顶就等于栈底
	s->stacksize=stack_init_size;//区别最大容量和栈的当前容量
}

//入栈操作
#define stackcrement 100
Push(sqStack *s,Elemtype e){
	if((s->top-s->base)>=s->stacksize){
		/*栈满，追加空间*/
		S->base=(Elemtype*)realloc(s->base,(s->stacksize+stackcrement)*sizeof(Elemtype));
		if(!s->base){
			exit(0);
		}
		s->top=s->base+s->stacksize;//这句话还需要多多理解，不是很懂
		//上面这句话，你要理解上下文才能理解。因为栈满，所以要添加新的栈空间，因此top指针肯定是新申请的第一个位置。
		s->stacksize=s->stacksize+stackcrement;
		}
		//放入数据操作
		*(s->top)=e;
		s->top++;
}

//出栈操作
//出栈操作相对来时，更加的简单，只需要判断top指针是否等于base指针就可以了。
Pop(sqStack *s,Elemtype*e){
	if(s->top==s->base){
		return ;
	}else{
		*e=*(s->top);
		s->top--;
	}
}

//清空一个栈
//注意要区别于销毁一个栈
//因为清空一个栈，只是希望将栈中元素全部作废，而栈本身的物理空间并不一定发生改变。因此s->top=s->base，也就表明了这个栈是空的。
ClearStack(sqStack*s){
	s->top=s->base;
}
//销毁一个栈
//销毁一个栈和清空一个栈不是同一个意思，销毁一个栈是要将该栈占据的物理内存空间都释放，这个清空一个栈有着本质上面的区别
//使用malloc申请就必须使用free销毁
DestroyStack(sqStack*s){
	int i,len;
	len=s->stacksize;
	for(i=0;i<len;i++){
		free(s->base);
		s->base++;//出栈进栈操作都是在栈顶进行操作，当需要销毁数据的时候就从栈底进行操作。
	}
	//free以后记得以下操作：
	s->base=s->top=null;
	s->stacksize=0;

	//计算栈的当前容量
	int StackLength(sqStack s){
		return (s.top-s.base);//下标是从零开始
	}
	
}

//实例分析
//利用栈的数据结构，将二进制数转换为十进制数
//解题思路：首先就是要注意到二进制数和常规的十进制计算过程是对称的，也就是说高位先压入栈底，低位二进制数后压入栈，计算的时候就刚好返回。
//既然确定了利用栈进行数据的计算，那么栈的初始化，出栈、入栈、销毁等操作就必不可少。

//所有的代码都按照下面这个为准，因为经过调试了的
#include  "stdio.h"
#include  "math.h"
#include "stdlib.h"  
#include <string.h> 
#define stack_init_size 100
#define stackcrement 100

typedef char Elemtype;
//顺序栈定义
typedef struct{
	Elemtype*base;//栈底
	Elemtype*top;//栈顶
	int stacksize;//栈的容量
}sqStack;

//创建一个栈
 void initstack(sqStack*s){
	/*在内存中开辟一段连续空间作为栈空间，首地址赋值s->base*/
	s->base=(Elemtype*)malloc(stack_init_size*sizeof(Elemtype));
	if(!s->base){
		exit(0);
	}
	s->top=s->base;//刚开始的时候栈的容量为0.因此栈顶就等于栈底
	s->stacksize=stack_init_size;//区别最大容量和栈的当前容量
}

//入栈操作
 void Push(sqStack *s,Elemtype e){
	if((s->top-s->base)>=s->stacksize){
		/*栈满，追加空间*/
		s->base=(Elemtype*)realloc(s->base,(s->stacksize+stackcrement)*sizeof(Elemtype));
		if(!s->base){
			exit(0);
		}
		s->top=s->base+s->stacksize;//这句话还需要多多理解，不是很懂
		//上面这句话，你要理解上下文才能理解。因为栈满，所以要添加新的栈空间，因此top指针肯定是新申请的第一个位置。
		s->stacksize=s->stacksize+stackcrement;
	}
	//放入数据操作
	*(s->top)=e;
	s->top++;
}

//出栈操作
//出栈操作相对来时，更加的简单，只需要判断top指针是否等于base指针就可以了。
 void Pop(sqStack *s,Elemtype*e){
	if(s->top==s->base){
		return ;
	}else{
		//*e=*--(s->top);//原本是这样的，答案就是正确的，改成自己版本就错误了
		//第一要明白自减符号的优先级高于取地址符号，两者都是属于第二集团的。其次是要知道s->top的位置始终指向的是待存储的位置，因此必须先自减，
		//才能取到第一个数据
		//这样就正确了，当初自己把两者的顺序搞反了
		s->top--;
		*e=*(s->top);
	}
}

//清空一个栈
//注意要区别于销毁一个栈
//因为清空一个栈，只是希望将栈中元素全部作废，而栈本身的物理空间并不一定发生改变。因此s->top=s->base，也就表明了这个栈是空的。
 void ClearStack(sqStack*s){
	s->top=s->base;
}
//销毁一个栈
//销毁一个栈和清空一个栈不是同一个意思，销毁一个栈是要将该栈占据的物理内存空间都释放，这个清空一个栈有着本质上面的区别
//使用malloc申请就必须使用free销毁
 void DestroyStack(sqStack*s){
	int i,len;
	len=s->stacksize;
	for(i=0;i<len;i++){
		free(s->base);
		s->base++;//出栈进栈操作都是在栈顶进行操作，当需要销毁数据的时候就从栈底进行操作。
	}
	//free以后记得以下操作：
	s->base=s->top=NULL;
	s->stacksize=0;
}
	//计算栈的当前容量
	int StackLength(sqStack s){
		return (s.top-s.base);//下标是从零开始
	}

//

void main(){
	Elemtype c;
	sqStack s;
	int len,i,sum=0;
	printf("please input a binary digitn");
	/*创建一个栈，用来存放二进制字符串*/
	initstack(&s);
	/*输入0/1字符表示二进制，以#结束*/
	scanf("%c",&c);
	while (c!='#')
	{
		Push(&s,c);
		scanf("%c",&c);
	}
	//字符输入函数的作用是从终端（或者系统隐含指定的输入设备）输入一个字符。
	//函数的值就是从输入设备中得到的字符
	//这里之所以会有getchar就是将上面#显示出来
	getchar();
	len=StackLength(s);
	for (i=0;i<len;i++)
	{
		Pop(&s,&c);
		//  long double pow(long double,int)
		//  float pow(float,int)
		//	double pow(double,int) 因此如果自己写pow(2,i)的时候就会出错
		sum=sum+(c-48)*pow(2.0,i);//之所以要减去48，因为0在char存储对应十进制的48
	}
	printf("Decimal is %dn",sum);
	//DestroyStack(&s);
}